Massentierhaltung - MRSA aus umwelthygienischer Sicht

Massentierhaltung MRSA aus umwelthygienischer Sicht
VIII Umweltmedizinisches Symposium MecklenburgVIII.
Mecklenburg
Vorpommern am 5. Mai 2012
Dr. Ch
D
Christoph
i t hB
Baudisch
di h
Landesamt für Gesundheit und Soziales Mecklenburg-Vorpommern
Abteilung
g Gesundheit
Dezernat Umwelthygiene und Umweltmedizin
[email protected], www.lagus.mv-regierung.de
LANDESAMT FÜR GESUNDHEIT UND SOZIALES M-V
Inhalt
1 Der Erreger Staphylococcus aureus
1.
und MRSA
2 Verbreitung
2.
V b it
von Staph.
St h aureus
und MRSA
- Verbreitungswege
- Lebensmittel
- Immission in Stallumgebung
3 Gesundheitliche Bewertung
3.
4. Offene Fragen
LANDESAMT FÜR GESUNDHEIT UND SOZIALES M-V
2
3
Staphylococcus aureus / MRSA
•
•
•
•
•
•
Risikogruppe
g pp 2 nach TRBA 466* ((MRSA??))
Besiedlung meist ohne Erkrankung
Fakultativ pathogen
g
Infektion nur bei Immunsuppression
Halbwertzeit in Luft 5 h
Persistent auf trockenen Oberflächen von 7 Tagen
bis zu 7 Monaten;
damit Anreicherung im Altstaub der Wohnung
theoretisch möglich (Untersuchungsbedarf)
• Durchmesser ca
ca. 1 µm; Ausbreitung wie Feinstaub
* Biologische Arbeitsstoffe, die eine Krankheit beim Menschen hervorrufen können und eine
Gefahr für Beschäftige darstellen können; eine Verbreitung des Stoffs in der
B ölk
Bevölkerung
iistt unwahrscheinlich;
h h i li h eine
i wirksame
ik
V
Vorbeugung
b
oder
d B
Behandlung
h dl
iistt
normalerweise möglich.
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Haushalt als Reservoir für MRSA
4
• Die häusliche Umgebung ist ein potentielles
Reservoir für die Wiederbesiedlung und Infektionen
durch MRSA (USA300).
Lit.: Uhlmann et al.: The Environment as an Unrecocnized Reservoir for
f Community-Associated
C
Methicillin Resistent Staphylococcus aureus USA 300: A Case–Control Study. PLoS ONE /
www.plosone.de
Figure 2.
2
Comparison of frequency of
contamination of household
surfaces with S. aureus overall,
MRSA, MSSA or USA300 by
case (blue) or control (red) group
status.
* denotes p , 0.05 and ** p , 0.01.
doi:10.1371/journal.pone.002240
7.g002
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Verbreitungswege von MRSA
Expositionspfade
p
p
für Kolonisierung
g mit landwirtschaftlichen MRSA ST 398 beim Menschen [1]
1. über den Kontakt mit Nutztieren,,
2. über Aerosole in Tierställen und Emissionen
aus Tierställen (Umwelt),
(
),
3. über Lebensmittel (Kontakt und Verzehr; bei
ausreichender Erhitzung
g kein Problem)) oder
4. über Mensch-zu-Mensch-Übertragungen
[1] TENHAGEN, B.-A., A. FETSCH, J. BRÄUNIG u. A. KÄSBOHRER (2008): Methicillin-
resistente Staphylococcus aureus (MRSA) von Nutztieren - Abschätzung der
Gefährdung des Menschen. Dtsch. Tierärztebl. 9, 1179-1184
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5
Infektionen bei Landwirten
•
•
•
•
•
Bei 86 % der untersuchten Landwirte und
Tierärzte [RKI; Cuni 2009] waren die
Nasenabstriche mit la-MRSA besiedelt
Bei 4 – 5 % von Personen aus der
Stallumgebung ohne Tierkontakt ebenfalls
Im Referenzlabor (2006- 2008) vorliegende
Isolate von Infektionen zeigen nur zu 0,6 %
MRSA ST 398 (im Münsterland 4,3 %) [Köck
2011]
Systematische Untersuchungen fehlen
Landwirte aus konventioneller Tierhaltung
( 98) zeigten keine Besiedlung ((RKI))
(n=
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6
7
Verbreitung,
g, MRSA in Fleisch
Anzahl der untersuchten
Proben
Anzahl der MRSA-positiven
Proben (%)
VWA
DE BOER
VWA
Rindfleisch
218
395
21 (9,6)
42 (10,6)
Kalbfleisch
119
257
20 (16,8)
39 (15,2)
Lamm-/Hammelfleisch
161
324
9 (5,6)
20 (6,2))
S h i fl i h
Schweinefleisch
192
309
20 (10
(10,4)
4)
33 (10
(10,7)
7)
Hähnchen (Niederlande
und EU)
143
302
39 (27,3)
75 (24,8)
G flü l (I
Geflügel
(Import)
t)
150
162
2 (1,3)
2 (1,2)
Geflügel (ökologisch)
-
56
-
6 (10,7)
Puten
83
116
26 (31
(31,3)
3)
41 (35
(35,3)
3)
Ente, Wachtel, Strauß
95
118
4 (4,2)
4 (3,4)
Wild
132
1784
(3,0)
4 (2,2)
Gesamt
1293
2217
145 (11,2)
264 (11,9)
Fleischart
MRSANachweise aus
verschiedenen
Fleischproben
p
in den
Niederlanden
[2] DE BOER, E., J. T.
ZWARTKRUISNAHUIS, B. WIT,
X.W. HUIJSDENS, A.
J. DE NEELING, T.
BOSCH, R. A. VAN
OOSTEROM, A. VILA
u A
u.
A. E
E. HEUVELINK
(2009): Prevalence of
methicillin-resistant
Staphylococcus
aureus in meat. Int. J.
Food Microbiol. 134,
52-56
[3] VWA
(VOEDSEL EN,
WAREN
AUTORITEIT, 2007):
Prevalence of MRSA
in meat, 2007.
Factsheet.
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DE BOER
Verbreitung,
g, MRSA in Fleisch
• Die Hähnchen- und die Putenmast zeigen
mit ca. 26 % bzw. 33 % MRSA im Fleisch
eine deutliche Erhöhung gegenüber
üblicher weise etwa 10 % bei anderen
Tierhaltungen.
Hygienisches Problem
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8
Verbreitung,
g, MRSA in Fleisch
• Eine Übertrag
Übertragung
ng von
on MRSA ST 398 ist
auch auf Wild nachgewiesen (2,2 %).
Mögliche
g
Übertragungswege
g g
g
Gülle/Pflanze oder Luft
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9
Verbreitung,
g MRSA in Ställen
• Prävalenz von MRSA in
, % [4];
[ ];
Hähnchenmastbetrieben 62,5
• Prävalenz von MRSA in
Schweinemastbetrieben 41,8
41 8 % [5]
[4] Aneta Dullweber. Untersuchungen zum Vorkommen von Methicillin-resistenten
Staphylococcus aureus (MRSA) in Geflügelbeständen. Inaugural-Dissertation Dr.
med. vet. Tierärztliche Hochschule Hannover 2010,ISBN 978-3-941703-98-8,
Verlag DVG Gießen
[5] Bundesinstitut
B d i tit t für
fü Risikobewertung.
Ri ik b
t
G
Grundlagenstudie
dl
t di zur E
Erhebung
h b
d
der P
Prävalenz
ä l
von MRSA in Zuchtschweinebeständen vorgelegt. Stellungnahme Nr. 044/2009 des
BfR vom 25. März 2009
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10
Verbreitung S. aureus im Stall
• Staphylococcus aureus
80 % der Gesamtbakterien in Ställen [6]
76 % der Gesamtbakterien in Ställen [7]
• hoch spezifisch da Hintergrundbelastung
nahe Null
[6] Hartung J. Beurteilung von Bioaerosol-Emissionen und -Immissionen aus
der Tierhaltung. Vortrag aus dem Institut für
fü Tierhygiene, Tierschutz und
Nutztierethologie, Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, Bünteweg 17p,
30559 Hannover
[7] Gibbs SG
SG, Green CF,
CF Tarwater PM
PM, Mota LC,
LC Mena KD
KD, Scarpino PV
PV.
Isolation of Antibiotic-Resistant Bacteria from the Air Plume Downwind of a
Swine Confined or Concentrated Animal Feeding Operation. Environmental
Health Perspectives (114) 7, 2006: 1032-1037
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11
Verbreitung
g S. aureus, Immission, Luv
12
Hintergrundbelastungen
•
•
•
•
•
Seedorf [9]: konnten im Luv eines Hähnchenmaststalles keine
Staphylococcus aureus (Staph.a.) nachweisen (BS?).
]
4 KbE Staph.a./m³
p
((n=4))
Köllner und Heller [[10]:
im Luv einer Legehennen- bzw. Mastschweinhaltung
Saleh [11]: 10 bis 40 KbE Staph.a./m³ (n=5)
im Luv unterschiedlicher Geflügelhaltungen
20 m vom Stall
St ll entfernt
tf t ((sekundäre
k dä A
Aufwirbelung?)
f ib l
?)
Da Staph.a. nur bei Mensch und Tier vorkommt liegen die
Hintergrundbelastungen in freier Natur bei 0 (bzw. maximal 40 KbE/m³).
S lb t iin K
Selbst
Krankenhäusern
k hä
mit
it MRSA P
Patient
ti t iim R
Raum llassen sich
i h
Staph.a. in Luft i.d.R. nicht nachweisen (Übertragung über Kontakt,
staubreduzierte Umgebung).
[9] SEEDORF, J.; SCHULZ, J.; HARTUNG, J. (2005): Outdoor measurements of airborne emission of staphylococci from a
broiler barn and its predictability by dispersion models. WIT Transactions on Ecology and the Environment, 85, 33-42.
[10] KÖLLNER, B.; HELLER, D. (2005): Bioaerosole aus Tierhaltungsanlagen – aktuelle Untersuchungen in NRW (Bioaerosols
from farms – current investigations in North-Rhine Westphalia). Gefahrstoffe-Reinhaltung der Luft, 65, 374-376.
[[11]] Saleh M. Untersuchungen
g zur Luftqualität
q
in verschiedenen Systemen
y
der Geflügelhaltung
g
g mit besonderer
Berücksichtigung von Staub und Luftkeimen. PhD-These zur Erlangung des Grades eines Doctor of Philosophy (PhD)
Hannover 2006
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Verbreitung von S. aureus Immission
• Zunahme der natürlichen
Pä l
Prävalenz
von 25 % auff
44 % im schweinedichten
Gebiet [8] für S
S. aureus
[8] Cuny C, Witte W. Methicillin-restistente
Staphylococcus aureus (MRSA) bei Menschen und
anderen Tieren. Robert Koch Institut, Vortrag TAT Wien
am 01.10.2010
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13
Prävalenz von MRSA ST398
• IIm Universitätshospital
U i
ität h
it l Mü
Münster
t erhöhte
höht
sich die Prävalenz von MRSA ST398 beim
Eingangsscreening
(
)
von 13 % (2005)
auf 22,4 % (2008).
• Hauptproblem Sanierungskosten
•
Lit: Köck et al..Prevalence and molecular characteristics of methicillin-resistant Staphylococcus
aureus (MRSA) among pigs on German farms and import of livestock-related MRSA into
hospitals. Eur J Clin Microbiol Infect Dis (2009) 28:1375-1382
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14
Verbreitung
g S. aureus, Immission, Lee
Seedo e
Seedorf
et a
al.
2005 [9]
Geflügelmast
Geflügelmast,
30.000 Tiere,
Reichweite
500 m [12]
[12] Csicsaky,
y M.,
Hoopmann, M., Radon, K.,
Seedorf, J. (2005):
Bioaerosolemissionen aus
Tierhaltungsbetrieben und
ihre gesundheitlichen
Auswirkungen auf die
Anwohner, Umweltmed
Forsch Prax 10 (5), S. 335336.
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15
Verbreitung
g S. aureus, Immission, Lee
• Die Haltung von Masthähnchen kann
besonders bei halbierten
Mindestabständen (Dorfgebiet bzw
bzw.
Außenbereich) zu hohen
Zusatzbelastungen bis zu einigen
1000 KbE Staph. a./m³ (einschließlich
MRSA?) iin d
der nächst
ä h t gelegenen
l
Wohnbebauung führen.
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16
17
Verbreitung S. aureus, Immission, Lee
Reichweiten:
Legehennenhaltung,
200.000 Tiere,
500 m
Mastschweine,
ca. 2000 Tiere,
250 m
Heller und Köllner 2005 [10]
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Verbreitung
g S. aureus, Immission, MRSA
• 1000 Zuchtsauen
Mitt l
Mittelwesten
t USA
• 4 Wochen vor Messung nur
noch subtherapeutische
p
Antibiotikagabe
• 4 Monate vor Messung
keine Gülle ausgebracht
• Abnahme antibiotikaresistenter Bakterien mit
d
dem
Ab
Abstand
t d
• 76 % der Gesamtbakterien
= Staph.
p a.
[7] Gibbs und Green 2006
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18
Verbreitung
g S. aureus, Immission, MRSA
19
[7]
•
•
•
•
Auch im Luv (gegen Wind) wurden Antibiotikaresistenzen nachgewiesen. Die
Hintergrundbelastung ist durch die Sekundärquelle „Boden
Boden“ erhöht.
erhöht
Anteil von Antibiotikaresistenzen bei unterschiedlichen Abständen relativ
konstant, im Luv geringer für 2 Resistenzen
pp und Green 2006 sehen im Vorkommen von multiresistenten Bakterien in
Gipps
den Ställen und in deren näherer Umgebung eine potentielle Gesundheitsgefahr.
Untersuchung von S. aureus, Streptokokken Gruppe A, Fäkalcoliforme und
Summe Coliforme auf Resistenzen gegen Oxytetracycline, Tetracycline,
Ampicillin Erythromycin
Ampicillin,
Erythromycin, Lincomycin und Penicillin
Penicillin. (siehe Folien im Anhang)
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[7]
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20
[7]
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21
[7]
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22
[7]
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23
Gesundheitliche Bewertung
g
24
• E
Es existieren
i ti
kkeine
i G
Grenzwerte
t fü
für di
die A
Außenluft
ß l ft
(Immissionswerte gemäß BImSchG bzw. TA-Luft)
• Entwurf VDI 4250 Blatt 1 vom Nov. 2011
(5. Umweltmedizinische Bewertung von Bioaerosolen)
„Eine gegenüber der Hintergrundkonzentration erhöhte
Bioaerosol-Konzentration
Bioaerosol
Konzentration wird in dieser Richtlinie als
umwelthygienisch unerwünscht definiert, ohne dass
damit eine Aussage zu einem konkreten quantitativen
Gesundheitsrisiko verbunden ist. Eine Verringerung
erhöhter Bioaerosolkonzentrationen in relevanten Gebieten
dient daher der Vorsorge vor vermeidbaren Belastungen.“
• Gefährdung durch Bioaerosolimmissionen wurden bisher
nicht nachgewiesen
• Vorsorge durch Einhaltung der Hintergrundbelastung
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Gesundheitliche Bewertung
g
25
VDI 4250 Blatt 1 Entwurf
• Zentral: Hintergrundwert nicht überschreiten
• Ausrichtung
g am erhöhten Hintergrund
g
einer
aktuellen Messreihe in Luv einer Quelle (entgegen
der Windrichtung) :
= 95.
95 Perzentil = Referenzwert
= hier arithmetrischer Mittelwert
+ 2 x Standardabweichung
(nicht aber Mittelwert bzw. Median der Konz.)
• Der VDI-Entwurf wurde bisher nicht als verbindlich
akzeptiert.
akzeptiert
• Bsp. : Gattung Aspergillus im Sommer
95 Perz
95.
Perz. = 100 KbE/m³;
KbE/m ; arithm.
arithm Mittel = 35 KbE/m³
KbE/m
[Trautmann 2005]
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Gesundheitliche Bewertung
g
• Akzeptiert man entgegen VDI 4250 Blatt 1
g z.B. durch Staph.
p a.
Zusatzbelastungen
[9], [12], besteht die Notwendigkeit die
gesundheitliche Gefährdung zu bewerten
und zu begrenzen.
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Gesundheitliche Bewertung
g
27
PVL
• Ein ob
obligat
ga pa
pathogener
oge e MRSA-Typ
S
yp trat
a in
der Kommune auf (enthält Gen für PantonValentin-Leukozidin (PVL))
• Neuerdings treten auch obligat pathogene
MRSA mit PVL vom Tier auf [14], [15], [16]
[14] RANKIN, S., S. ROBERTS, K. O`SHEA, D. MALONEY, M. LORENZO u. C. E. BENSON (2005):
Panton valentine leukocidin ((PVL)) toxin positive
p
MRSA strains isolated from companion
p
animals.
Vet. Microbiol. 108: 145-148
[15] YU, F., Z. CHEN, C. LIU, X. ZHANG, X. LIN, S. CHI, T. ZHOU, Z. CHEN u. X. CHEN (2008):
Prevalence of Staphylococcus aureus carrying Panton-Valentine leukocidin genes among isolates
from hospitalised patients in China
China. Clin
Clin. Microbiol
Microbiol. Infect
Infect. 14
14, 3181-3184
3181 3184
[16] HUIJSDENS X., M. VAN SANTEN-VERHEUVEL, E. SPALBURG, M. Heck, G. PLUISTER, M.
VAN LUIT, A. HAENEN, H. GRUNDMANN, H. DE NEELING, T. BOSCH (2009):Molecular
characterization of the livestock-associated MRSA ST398 clonal lineage in: Abstracts of the
ESCMID/ASM Conference on Methicillin-resisitant
Methicillin resisitant Staphylococci in Animals
Animals, 22 -25
25 September
2009, London, UK , S. 23
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Gesundheitliche Bewertung
g
•
Die Möglichkeit einer aerogenen Übertragung von Staph. aureus
bzw MRSA wird in der Literatur als gegeben angesehen [7]
bzw.
[7], [1]
[1].
Gesundheitliche Bewertung:
• Besiedlung (mit MRSA) führt zu einer Erhöhung der
Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer Infektion [13]
• Zunahme der epidemischen Ausbreitung von MRSA (Zusatzkosten)
• Nicht ansprechende Antibiotika haben teilweise gravierende
gesundheitliche Auswirkungen im Falle einer Infektion, die im
Wesentlichen im Krankenhaus in Erscheinung tritt, bis hin zum Tod.
• Entwicklung obligat pathogener Arten nicht ausgeschlossen.
• Ausbildung von Resistenzen ist auch bei anderen pathogenen
Bakterien erwiesen [7] (siehe auch EHEC)
• Bei stark erhöhten Staph. a.-Konzentrationen von einigen tausend
g steigt
g die Wahrscheinlichkeit der
KBE/m³ in der Wohnbebauung
Ü
Übertragung
anderer Infektionen aus dem Stall.
[13] KLUYTMANS, J., A. VAN BELKUM u. H. VERBRUGH (1997): Nasal carriage of Staphylococcus aureus:
epidemiology, underlying mechanism, and associated risks. Clin. Microbiol. 33, 1122-1128
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28
Gesundheitliche Bewertung
Bioreaktor intensive Geflügelmast
g
Input
• Küken, Futter, Wasser, Einstreu, Energie,
Antbiotika
(über die gesamte Mastperiode, bis zum Verkauf,
gibt es keine Entmistung)
seuchenhygienischer Notstand + Antibiotika =
wachsender Mutationsdruck auf alle Bakterien =
wachsende Wahrscheinlichkeit für Bildung von
- Antibiotikaresistenzen (z
(z.B.
B MRSA)
MRSA),
- erhöhter Virulenz und
- Toxinbildung
o b du g
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29
Gesundheitliche Bewertung
30
Bioreaktor intensive Geflügelmast
g
Output
• Geflügelfleisch mit MRSA (26 bis 33 %, s.o.)
• Höchste Keimfrachten in der Abluft durch starke
Staubaufwirbelung im Stall und Verbreitung in der
nahen Stallumgebung (einige 100 m)
• Ausbringung von Geflügelmist, der wahrscheinlich
auch MRSA, andere resistente Bakterien und
Antibiotika enthält (siehe Resistenzen bei
Wildtieren)
– Die potentiell größte MRSA-Quelle
Q
in der
Landwirtschaft ist die intensive Geflügelmast
[2 3 9 10 12] Ein Eingreifen erscheint hier
[2,3,9,10,12].
vordringlich.
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Gesundheitliche Bewertung
WHO
• Weltgesundheitstag 2011:
„Wer heute nicht handelt, kann morgen nicht mehr
heilen
heilen“
lebensrettende Antibiotika verlieren ihre Wirkung
• Ursache u.a.: Übermäßige
g und missbräuchliche
Anwendung von Antibiotika zur Krankheitsprävention
oder Wachstumsförderung bei Zuchttieren
• Infektionen mit resistenten Erregern wie Salmonella
und Campylobacter stehen im Zusammenhang mit
dem Einsatz von Antibiotika in der Viehzucht.
• Die multiresistente Tuberkulose bedroht viele
Menschenleben
Quarantäne dauernde Isolation der Betroffenen!
Quarantäne,
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31
Gesundheitliche Bewertung
Ärztekammer Niedersachsen
• "Wir
Wir müssen dringend darüber
diskutieren, bestimmte
Antibiotikagruppen ausschließlich für
den Menschen zu reservieren",
forderte Dr
Dr. Voigt
Voigt. (Beispiele siehe
Niederlanden und Dänemark)
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32
Offene Fragen
• A
Anteil
t il von MRSA an der
d Luft-Konzentration
L ft K
t ti von
Staph. aureus im Stall und in der Umgebung?
• Infektiöse Dosis bzw. Besiedlungsdosis?
g zur Prävalenz beim Menschen
• Untersuchungen
in der nächsten Wohnbebauung? (Hausstaub?)
Mist, Gülle und
• Bedeutung der Ausbringung von Mist
Gärresten auf dem Acker für die Übertragung
von Resistenzen und Keimen? (siehe Report
Mainz v. 06.06.11)
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33
Offene Fragen
34
• Wie sollen Zusatzbelastungen
durch Bioaerosole in der
Stallumgebung bewertet
werden?
• Wie hoch ist die gesundheitliche
Gefährdung?
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Offene Fragen
Beispiele
p
für andere hoch virulente Erreger,
g die
aus Ställen emittiert werden können, wie:
• Clostridi
Clostridium
m difficile,
difficile mit Antibiotikaresistenzen
Antibiotikaresisten en
und Toxinbildung (Diarrhoe, Kolitis), hoch
virulent, endemisch, in Luft nachweisbar,
aerogene Übertragung immissionsseitig bisher
unklar, fehlende Immissionsmessungen (siehe
RKI und NLGA.
NLGA Clostridium difficile Vorkommen
und Epidemiologie hypervirulenter Stämme in
Niedersachsen)
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35
Offene Fragen
Beispiele
p
für andere hoch virulente Erreger,
g die
aus Ställen emittiert werden können, wie:
• ESBL
ESBL-bildende
bildende Enterobacteriaceae
ESBL steht für Extended-Spektrum βLaktamase. Es handelt sich um eine
Antibiotikaresistenz-Eigenschaft gram-negativer
Infektionserreger. Die β-Laktamasen sind
bakterielle Enzyme
Enzyme, die β-Laktam-Antibiotika
β Laktam Antibiotika
hydrolysieren und damit unwirksam machen.
(RKI)
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36
Offene Fragen
Beispiele
p
für andere hoch virulente Erreger,
g die
aus Ställen emittiert werden können, wie:
• Enterohämorrhagische Escherichia coli
(EHEC)
mit Antibiotikaresistenzen und Toxinbildung
• Coxiella burnetii*
burnetii (Q-Fieber),
(Q-Fieber) hoch virulent
virulent,
endemisch, aerogene Übertragung gegeben,
besonders bei Schaf und Ziege (aber auch
Rinder), vorwiegend infiziert durch Zecken bei
Freilandhaltung, siehe RKI
• Clostridium botulinum (viszeraler
Botulismus)?
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37
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit
LANDESAMT FÜR GESUNDHEIT UND SOZIALES M-V
38